CN103246756A - 铁路接触网弹性吊弦工厂化制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铁路接触网弹性吊弦工厂化制造方法，并且以图形和数据相结合的方式输出吊弦位悬挂点位置和长度，首先进行平面-高程的计算数据及接触网支持结构计算数据；其中进行接触网吊弦计算中经验参数设定；然进行后接触网弹性吊弦计算软件建模；接着进行接触网弹性吊弦计算软件开发；最后进行软件输出吊弦长度及相关数据。通过本发明可计算出弹性吊弦长度及相关数据，工厂化制造接触网吊弦，在施工中，使吊弦一次安装到位，提高了安装精度和速度。

Description

铁路接触网弹性吊弦工厂化制造方法

技术领域

本发明涉及铁路接触网弹性吊弦生产方法领域，具体为一种铁路接触网弹性吊弦工厂化制造方法。

背景技术

随着高速铁路的不断发展，接触网弹性链型悬挂吊弦施工难度大，调整吊弦长度繁琐，耗费大量的人力、物力和时间。开发出弹性链型悬挂吊弦计算应用软件，输入现场测量的数据，计算出每个锚段的各吊弦尺寸，提前工厂化预配，到现场一次性安装成功，节省了大量调整工时。该计算方法在平面高程、坐标计算、腕臂等支持结构计算数据基础上，计算出接触网弹性吊弦的长度，并对长度数据进行反复修正。

发明内容

本发明的目的是提高一种铁路接触网弹性吊弦工厂化制造方法，以解决现有技术铁路接触网弹性吊弦安装难度大问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

铁路接触网弹性吊弦工厂化制造方法，其特征在于：根据平面高程、坐标计算、腕臂的支持结构计算，获得接触网定位点位置里程、支柱或定位点间相对跨距、各点轨面高程及承力索、接触线高程，再通过建立数学模型进行各定位点受力分析，最后获得各定位点间吊弦安装数量及位置长度数据，吊弦在承力索调整完成以后，对定位点现场实测再进行计算，预置几跨后进行现场安装测量，根据现场测量情况对吊弦计算参数进行修正，直至安装无误以后，按修正以后的程序进行批量计算，依据此过程反复推敲完善，形成接触网弹性吊弦方法，并根据接触网弹性吊弦方法开发出计算软件，指导接触网弹性吊弦工厂化制造。

所述的铁路接触网弹性吊弦工厂化制造方法，其特征在于：建立数学模型时，把整个接触网锚段作为一个受力平衡系统，而不是把一个跨距作为一个受力平衡系统。

所述的铁路接触网弹性吊弦工厂化制造方法，其特征在于：在接触网弹性吊弦未安装情况下，计算预留线索弛度。

本发明考虑的参数全面，经验参数都经过现场验证，通过软件建模、计算和软件修正，计算出弹性链型悬挂接触网弹性吊弦长度，使接触网弹性吊弦工厂化制造，现场安装一次性到位。

附图说明

图1为本发明具体实施方式中承力索受力示意图一A。

图2为本发明具体实施方式中承力索受力示意图一B。

图3为本发明具体实施方式中承力索受力示意图二A。

图4为本发明具体实施方式中承力索受力示意图三A。

图5为本发明具体实施方式中承力索受力示意图三B。

图6为本发明具体实施方式中承力索受力示意图四A。

图7为本发明具体实施方式中接触网受力示意图。图8为本发明RailOHL模块所使用到的类的UML类图。

具体实施方式

铁路接触网弹性吊弦工厂化制造方法，其特征在于：根据平面高程、坐标计算、腕臂的支持结构计算，获得接触网定位点位置里程、支柱或定位点间相对跨距、各点轨面高程及承力索、接触线高程，再通过建立数学模型进行各定位点受力分析，最后获得各定位点间吊弦安装数量及位置长度数据，吊弦在承力索调整完成以后，对定位点现场实测再进行计算，预置几跨后进行现场安装测量，根据现场测量情况对吊弦计算参数进行修正，直至安装无误以后，按修正以后的程序进行批量计算，依据此过程反复推敲完善，形成接触网弹性吊弦方法，并根据接触网弹性吊弦方法开发出计算软件，指导接触网弹性吊弦工厂化制造。

建立数学模型时，把整个接触网锚段作为一个受力平衡系统，而不是把一个跨距作为一个受力平衡系统。

在接触网弹性吊弦未安装情况下，计算预留线索弛度。

接触网弹性吊弦工厂化制造方法具体过程如下：

（1）方法依据

根据平面高程、坐标计算、腕臂等支持结构计算，获得接触网定位点位置里程，支柱或定位点间相对跨距，各点轨面高程及承力索、接触线高程，再通过建立数学模型进行各点受力分析，最后获得各定位点间吊弦安装数量及位置长度数据，吊弦在承力索调整完成以后，对定位点现场实测以后进行计算，预置几跨后进行现场安装测量，根据现场测量情况对吊弦计算参数进行修正，直至安装无误以后，按修正以后的程序进行批量计算。所有吊弦均在专门的预制平台预制。技术室对工班预置以后的吊弦长度进行复核。依据此过程反复推敲完善，形成软件开发模型基础，从而开发出接触网吊弦及弹性吊弦计算软件。

（2）弹性吊弦工厂化制造计算过程

简单链式悬挂：即为全部补偿简单链式悬挂，在承力索和接触线两端下锚处均装设补偿装置，支柱定位点处安装普通吊弦。

弹性链式悬挂：即为全部补偿∏型弹性链式悬挂，在承力索和接触线两端下锚处均装设补偿装置，支柱定位点处安装弹性吊弦。

1)按吊弦悬挂分类，对承力索进行受力分析

如图1、图2所示。①简—简单链式悬挂（A-B，B-C ，吊弦两端的悬挂都是简单链式悬挂）情况下承力索受力分析。

受力分析：

由 $N_{\mathrm{ba}}(x_{b0}-x_{a0})\≈(j_{a1}+G_{a1})(x_{a1}+x_{a0})+(j_{a2}+G_{a2})(x_{a2}-x_{a0})+...+(j_{a9}+$

$G_{a9})(x_{a9}-x_{a0})+G_{a11}(x_{a11}-x_{a0})+(G_{a12}-x_{a0})+...+G_{a18}(x_{a18}-x_{a0})+\frac{1}{2}{g}_c(x_{b0}-x_{a0})+$

$T_{\mathrm{ab}}(y_b-y_a)$

$\left\{\begin{array}{c}{N}_{\mathrm{ba}}\≈[(j_{a1}+G_{a1})x_{a1}+(j_{a2}+G_{a2})x_{a2}+...+(j_{a9}+G_{a9})x_{a9}+G_{a11}{x}_{11}+G_{a12}{x}_{12}+...+\\ G_{a18}{x}_{a18}+(j_{a1}+j_{a2}+...+j_{a9}+G_{a1}+G_{a2}+...+G_{a9}+G_{a11}+G_{a12}+...+G_{a18})\×(-a_0)\×\\ \frac{1}{(x_{b0}-x_{a0})}+\frac{1}{2}{g}_c(x_{b0}-x_{a0})+T_{\mathrm{ab}}\×\frac{y_b-y_a}{(x_{b0}-x_{a0})}\end{array}\right.$

$N_{\mathrm{ab}}\≈j_{a1}+j_{a2}+...+j_{a9}+G_{a1}+G_{a2}+...+G_{a9}+G_{a11}+G_{a12}+...+G_{a18}+g_c(x_{b0}-x_{a0})-$

$N$

令y_b=y_a时，得N_ba0,N_ab0

即： (A－B)

$\left\{\begin{array}{c}{N}_{\mathrm{ba}}=N_{\mathrm{bao}}+T_{\mathrm{ab}}\×\frac{y_b-y_a}{(x_{b0}-x_{a0})}\\ N_{\mathrm{ba}}=N_{\mathrm{bao}}-T_{\mathrm{ab}}\×\frac{y_b-y_a}{(x_{b0}-x_{a0})}\end{array}\right.$

(B－C)

$\left\{\begin{array}{c}{N}_{\mathrm{cb}}=N_{\mathrm{cb}0}+T_{\mathrm{bc}}\×\frac{y_c-y_b}{(x_{c0}-x_{b0})}\\ N_{\mathrm{bc}}=N_{\mathrm{bc}0}-T_{\mathrm{bc}}\×\frac{y_c-y_b}{(x_{c0}-x_{b0})}\end{array}\right.$

②如图3所示。简—弹悬挂（C—D，C端为简单链式悬挂，D端为弹性链式悬挂）情况下承力索受力分析。

受力分析：

$N_{\mathrm{dc}}(x_{d0}-x_{c0})=(j_{c1}+G_{c1})(x_{c1}-x_{c0})+(j_{c2}+G_{c2})(x_{c2}-x_{c0})+...+(j_{c8}+G_{c8})(x_{c8}-$

$x_{c0})+G_{c11}(x_{c11}-x_{c0})+G_{c12}(x_{c12}-x_{c0})+...+G_{c18}(x_{c18}-x_{c0})+\frac{1}{2}{g}_c{(x_{d0}-x_{c0})}^2+(v_{\mathrm{pd}}+$

$G_{\mathrm{tj}}+G_{\mathrm{tw}})(x_{d0}-x_{c0}-x_{\mathrm{pd}})+T_{\mathrm{sd}}(y_{\mathrm{pd}}-y_c)+(T_{\mathrm{cd}}-T_{\mathrm{sd}})(y_d-y_c)$

$\left\{\begin{array}{c}{N}_{\mathrm{dc}}=\frac{1}{x_{d0}-x_{c0}}[(j_{c1}+G_{c1})(x_{c1}-x_{c0})\left(j_{c2}{+G}_{c2}\right)(x_{c2}-x_{c0})+...+(j_{c8}+G_{c8})(x_{c8}-x_{c0})\\ +G_{c11}(x_{c11}-x_{c0})+G_{c12}(x_{c12}-x_{c0})+...+G_{c18}(x_{c18}-x_{c0})+\frac{1}{2}{g}_c{(x_{d0}-x_{c0})}^2+(V_{\mathrm{pd}0}+G_{\mathrm{tj}}+\\ G_{\mathrm{tw}}-T_{\mathrm{sd}}\×\frac{y_{\mathrm{qd}}-y_{\mathrm{pd}}}{x_{\mathrm{pd}}-x_{\mathrm{qd}}}(x_{d0}-x_{c0}-x_{\mathrm{pd}})+T_{\mathrm{sd}}(y_{\mathrm{pd}}-y_c)+(T_{\mathrm{cd}}-T_{\mathrm{sd}})(y_d-y_c)]\\ N_{\mathrm{cd}}=j_{c1}+j_{c2}+...+j_{c8}+G_{c1}+G_{c2}+...+G_{c8}+G_{c11}+G_{c12}++G_{c18}+(V_{\mathrm{pd}0}+G_{\mathrm{tj}}+G_{\mathrm{tw}}-\\ T_{\mathrm{sd}}\×\frac{y_{\mathrm{qd}}-y_{\mathrm{pd}}}{x_{\mathrm{pd}}-x_{\mathrm{qd}}})+g_c(x_{d0}-x_{c0})-N_{\mathrm{dc}}\end{array}\right.$

③如图4、图5所示。弹—弹悬挂（D－E，两端均为弹性链式悬挂）情况下承力索受力分析。

由： $N_{\mathrm{ed}}(x_{e0}-x_{d0})=(j_{d2}+G_{d2})(x_{d2}-x_{d0})(j_{d3}+G_{d3})(x_{d3}-x_{d0})+...+(j_{d8}+G_{d8})(x_{d8}$

$-x_{d0})+G_{d11}(x_{d11}-x_{d0})+G_{d12}(x_{d12}-x_{d0})+...+G_{d18}(x_{d18}-x_{d0})+\frac{1}{2}{g}_c{(x_{e0}-x_{d0})}^2+(V_{\mathrm{qd}}+$

$G_{\mathrm{tj}})\left(x_{\mathrm{qd}}\right)-T_{\mathrm{sd}}(y_{\mathrm{qd}}-y_d)+(V_{\mathrm{pe}}+G_{\mathrm{tj}})(x_{e0}-x_{d0}-x_{\mathrm{pe}})+T_{\mathrm{se}}(y_{\mathrm{pe}}-y_d)+(T_{\mathrm{de}}-T_{\mathrm{se}})(y_e-y_d)$

$\left\{\begin{array}{c}{N}_{\mathrm{ed}}=\frac{1}{x_{e0}-x_{d0}}[(j_{d2}+G_{d2})(x_{d2}-x_{d0})(j_{d3}+G_{d3})(x_{d3}-x_{d0})+...+(j_{d8}+G_{d8})(x_{d8}-x_{d0})\\ +G_{d11}(x_{d11}-x_{d0})+G_{d12}(x_{d12}-x_{d0})+...+G_{d18}(x_{d18}-x_{d0})+\frac{1}{2}{g}_c{(x_{e0}-x_{d0})}^2+(V_{\mathrm{qd}0}+G_{\mathrm{tj}}+\\ T_{\mathrm{sd}}\×\frac{y_{\mathrm{qd}}-y_{\mathrm{pd}}}{x_{\mathrm{pd}}+x_{\mathrm{qd}}})\left(x_{\mathrm{qd}}\right)-T_{\mathrm{sd}}(y_{\mathrm{qd}}-y_d)+(V_{\mathrm{pe}}+G_{\mathrm{tj}}-T_{\mathrm{se}}\×\frac{y_{\mathrm{qe}}-y_{\mathrm{pe}}}{x_{\mathrm{pe}}+x_{\mathrm{qe}}})(x_{e0}-x_{d0}-x_{\mathrm{pe}})+\\ T_{\mathrm{se}}(y_{\mathrm{pe}}-y_d)+(T_{\mathrm{de}}-T_{\mathrm{se}})(y_e-y_d)]\end{array}\right.$

$N_{\mathrm{de}}=j_{d2}+j_{d3}+...+j_{d8}+G_{d1}+G_{d2}+...+G_{d8}+G_{d11}+G_{d12}++G_{d18}+(V_{\mathrm{pd}0}+G_{\mathrm{tj}}+T_{\mathrm{sd}}\×$

$\frac{y_{\mathrm{qd}}-y_{\mathrm{pd}}}{x_{\mathrm{pd}}+x_{\mathrm{qd}}})+(V_{\mathrm{pe}0}+G_{\mathrm{tj}}-T_{\mathrm{se}}\×\frac{y_{\mathrm{qe}}-y_{\mathrm{pe}}}{x_{\mathrm{pe}}+x_{\mathrm{qe}}})+g_{\mathrm{tw}}+g_c(x_{e0}-x_{d0})-N_{\mathrm{de}}$

起锚—中锚（含）

如

中锚—落锚

如： $T_{\mathrm{sf}}=\sqrt{{T_t}^2-{V_{\mathrm{qf}}}^2}$ （q点）

④如图6所示。弹—简悬挂（F－G，F端为弹性链式悬挂，G端为简单链式悬挂）情况下承力索受力分析

$N_{\mathrm{gf}}(x_{g0}-x_{f0})=(j_{f2}+G_{f2})(x_{f2}-x_{f0})+(j_{f3}+G_{f3})(x_{f3}-x_{f0})+...+(j_{f9}+G_{f9})(x_{f9}-$

$x_{f0})+G_{f11}(x_{f11}-x_{f0})+G_{f12}(x_{f12}-x_{f0})+...+G_{f18}(x_{f18}-x_{f0})+\frac{1}{2}{g}_c{(x_{g0}-x_{f0})}^2+(V_{\mathrm{qf}}+$

$G_{\mathrm{tj}})\left(x_{\mathrm{qf}}\right)-T_{\mathrm{sf}}(y_{\mathrm{qf}}-y_f)+T_{\mathrm{fg}}(y_g-y_f)$

$\left\{\begin{array}{c}{N}_{\mathrm{gf}}=\frac{1}{x_{g0}+x_{f0}}[(j_{f2}+G_{f2})(x_{f2}-x_{f0})+(j_{f3}+G_{f3})(x_{f3}-x_{f0})+...+(j_{f9}+G_{f9})(x_{f9}-\\ x_{f0})+G_{f11}(x_{f11}-x_{f0})+G_{f12}(x_{f12}-x_{f0})+...+G_{f18}(x_{f18}-x_{f0})+\frac{1}{2}{g}_c{(x_{g0}-x_{f0})}^2+(V_{\mathrm{qf}}+G_{\mathrm{tj}}\\ +T_{\mathrm{sf}}\×\frac{y_{\mathrm{qf}}-y_{\mathrm{pf}}}{x_{\mathrm{qf}}+x_{\mathrm{pf}}})\left(x_{\mathrm{qf}}\right)-T_{\mathrm{sf}}(y_{\mathrm{qf}}-y_f)+T_{\mathrm{fg}}(y_g-y_f)]\\ N_{\mathrm{fg}}=j_{f2}+j_{f3}+...+j_{f8}+G_{f2}+G_{f3}+...+G_{f9}+G_{f11}+G_{f12}++G_{f18}+(V_{\mathrm{qf}0}+G_{\mathrm{tj}}+T_{\mathrm{sf}}\×\\ \frac{y_{\mathrm{qd}}-y_{\mathrm{pd}}}{x_{\mathrm{pd}}+x_{\mathrm{qd}}})+(V_{\mathrm{pe}0}+G_{\mathrm{tj}}-T_{\mathrm{se}}\×\frac{y_{\mathrm{qf}}-y_{\mathrm{pf}}}{x_{\mathrm{qf}}+x_{\mathrm{pf}}})+g_c(x_{g0}-x_{f0})-N_{\mathrm{gf}}\end{array}\right.$

2)接触线受力分析

锚段：在区间或站场上，根据供电和机械方面的要求，将接触网分成许多独立的分段，这种独立的分段称为锚段。锚段两端的承力索和接触线都直接或通过补偿器固定到锚柱上。

起锚：起锚设置在一个锚段的起始位置。

中锚：中锚（中心锚结）一般设置在一个锚段的中间位置，结构多种多样，原理是固定中锚所在处的承力索的位置（通过在承力索引线索至支柱或隧道壁形成硬锚），然后再连接接触线和承力索，作用是防止接触线和承力索往一端滑动，在接触网断线时能把事故缩短至半个锚段，还有其他作用一时想不到了。

落锚（下锚）：落锚设置在一个锚段的结束位置。

①如图7所示。接触网中吊弦（最多）9根。

②接触线定位处垂直（向上）受力

$J_a=\frac{x_{a1}-x_{a0}}{2}{g}_j+(-\frac{y_{a1}-y_{a0}}{x_{a1}-x_{a0}})\×T_j$

$J_a=\frac{x_{b1}-x_{a9}}{2}{g}_j+(\frac{y_{b0}-y_{a9}}{x_{b0}-x_{a9}}-\frac{y_{b1}-y_{b0}}{x_{b1}-x_{b0}})\×T_j$

$J_c=\frac{x_{c1}-x_{b9}}{2}{g}_j+(\frac{y_{c0}-y_{b9}}{x_{c0}-x_{b9}}-\frac{y_{c1}-y_{c0}}{x_{c1}-x_{c0}})\×T_j$

…

$J_m$

$J_n=\frac{x_n-x_{m9}}{2}{g}_j+\left(\frac{y_{n0}-y_{m9}}{x_{n0}-x_{m9}}\right)\×T_j$

注：y=H_jxdm

(x_b) x_n=L_dx1

吊弦问题：(x_bc)x_n,n＋1=(L_xglk－x_n－x_n＋1)/(d_x－1)

H_jxdm=H_j＋L_jxjt＋L_jxdy

③接触线吊弦点（向上）受力

$J_{a1}=\frac{x_{a2}-x_{a0}}{2}{g}_j+(\frac{y_{a1}-y_{a0}}{x_{a1}-x_{a0}}-\frac{y_{a2}-y_{a1}}{x_{a2}-x_{a1}})\×T_j+0+\left(\frac{x_{a2}-x_{a21}}{x_{a2}-x_{a1}}\right)G_{a21}$

…

$J_{b1}=\frac{x_{b2}-x_{a9}}{2}{g}_j+(\frac{y_{b1}-y_{a9}}{x_{b1}-x_{a9}}-\frac{y_{b2}-y_{b1}}{x_{b2}-x_{b1}})\×T_j+\left(\frac{x_{b0}-x_{a9}}{x_{b1}-x_{a9}}\right)(-J_b)+\frac{x_{b2}-x_{b21}}{x_{b2}-x_{b1}}\×$

$G_{b21}$

$J_{b2}=\frac{x_{b3}-x_{b1}}{2}{g}_j+(\frac{y_{b2}-y_{b1}}{x_{b2}-x_{b1}}-\frac{y_{b3}-y_{b2}}{x_{b3}-x_{b2}})\×T_j+\left(\frac{x_{b21}-x_{b1}}{x_{b2}-x_{b1}}\right)\×G_{b21}+\frac{x_{b3}-x_{b22}}{x_{b3}-x_{b2}}\×$   $G_{b22}$

$J_{b3}=\frac{x_{b4}-x_{b2}}{2}{g}_j+(\frac{y_{b3}-y_{b2}}{x_{b3}-x_{b2}}-\frac{y_{b4}-y_{b3}}{x_{b4}-x_{b3}})\×T_j+\left(\frac{x_{b22}-x_{b2}}{x_{b3}-x_{b2}}\right)\×G_{b22}+\frac{x_{b4}-x_{b22}}{x_{b4}-x_{b3}}\×$   $G_{b23}$

…

$J_{b8}=\frac{x_{b9}-x_{b7}}{2}{g}_j+(\frac{y_{b8}-y_{b7}}{x_{b8}-x_{b7}}-\frac{y_{b9}-y_{b8}}{x_{b9}-x_{b8}})\×T_j+\left(\frac{x_{b27}-x_{b7}}{x_{b8}-x_{b7}}\right)\×G_{b27}+\frac{x_{b9}-x_{b28}}{x_{b9}-x_{b8}}\×$ $G_{b28}$

$J_{b9}=\frac{x_{c1}-x_{b8}}{2}{g}_j+(\frac{y_{b9}-y_{b8}}{x_{b9}-x_{b8}}-\frac{y_{c1}-y_{b9}}{x_{c1}-x_{b9}})\×T_j+\left(\frac{x_{b28}-x_{b8}}{x_{b9}-x_{b8}}\right)\×G_{b28}+\frac{x_{c1}-x_{c0}}{x_{c1}-x_{b9}}\×$ $(-\mathrm{Jc})$

…

$J_{m9}=\frac{x_{n0}-x_{m8}}{2}{g}_j+(\frac{y_{m9}-y_{m8}}{x_{m9}-x_{m8}}-\frac{y_{n0}-y_{m9}}{x_{n0}-x_{m6}})\×T_j+\left(\frac{x_{m28}-x_{m8}}{x_{m9}-x_{m8}}\right)\×G_{m28}-0$

3）每段悬挂对(X,Y)点力矩通式：

如： d－e段

$N_{\mathrm{de}}(x_{d0}-X)+N_{\mathrm{ed}}(x_{e0}-X)$

$=(j_{d2}+G_{d2})(x_{d2}-X)+(j_{d3}+G_{d3})(x_{d3}-X)+...+(j_{d8}+G_{d8})(x_{d8}-X)+G_{d11}(x_{d11}-X)$

$+G_{d12}(x_{d12}-X)+...+G_{d18}(x_{d18}-X)+\frac{1}{2}{g}_c(x_{e0}-x_{d0})(x_{e0}+x_{d0}-2X)+(T_{\mathrm{de}}-T_{\mathrm{se}})(y_e-Y)$ $-(T_{\mathrm{de}}-T_{\mathrm{sd}})(y_d-Y)+V_{\mathrm{qd}}\left(V_{\mathrm{pe}}\right)$

4)承力索各受力点高程：

①简—简(A→B)计算(点(1)→点(9))

$\left\{\begin{array}{c}{N}_{a1}=N_{\mathrm{ab}}-(j_{a1}+G_{a1})-g_c(x_{a1}-x_{a0})\\ N_{a11}=N_{a1}-G_{a11}-g_c(x_{a11}-x_{a1})\\ N_{a2}=N_{a11}-(j_{a2}+G_{a2})-g_c(x_{a2}-x_{a11})\\ N_{a12}=N_{a2}-G_{a12}-g_c(x_{a12}-x_{a2})\\ N_{a3}=N_{a12}-(j_{a3}+G_{a3})-g_c(x_{a3}-x_{a12})\\ N_{a13}=N_{a3}-G_{a13}-g_c(x_{a13}-a_3)\end{array}\right.$

…

N_a18=N_a8－G_a18－g_c(x_a18－x_a8)

(简) N_a9=N_a17－(j_a8＋G_a8)－g_c(x_a8－x_a17)

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{ab}}_{}(y_a-y_{a1})+\frac{1}{2}{g}_c{(x_{a1}-x_{a0})}^2=N_{\mathrm{ab}}(x_{a1}-x_{a0})\\ T_{\mathrm{ab}}(y_{a1}-y_{a11})+\frac{1}{2}{g}_c{(x_{a11}-x_{a1})}^2=N_{a1}(x_{a11}-x_{a1})\\ T_{\mathrm{ab}}(y_{a11}-y_{a2})+\frac{1}{2}{g}_c{(x_{a2}-x_{a11})}^2=N_{a11}(x_{a2}-x_{a11})\\ T_{\mathrm{ab}}(y_{a2}-y_{a12})+\frac{1}{2}{g}_c{(x_{a12}-x_{a2})}^2=N_{a2}(x_{a12}-x_{a2})\end{array}\right.$

…

②简—弹(C→D)计算(点(1) →点⒅)

y_a9=(简)；y_a18=(弹)；

③弹-弹(D→E) qd→pe  计算（点(11) →点(18)）

$\left\{\begin{array}{c}{N}_{\mathrm{qd}}=N_{\mathrm{de}}-(V_{\mathrm{qd}0}+T_{\mathrm{sd}}\×\frac{y_{\mathrm{qd}}-y_{\mathrm{pd}}}{x_{\mathrm{qd}}-x_{\mathrm{pd}}})-G_{\mathrm{tj}}-G_{\mathrm{tw}}\\ N_{\mathrm{pd}}=N_{\mathrm{de}}-(V_{\mathrm{pd}0}+T_{\mathrm{sd}}\×\frac{y_{\mathrm{qd}}-y_{\mathrm{pd}}}{x_{\mathrm{qd}}-x_{\mathrm{pd}}})-G_{\mathrm{tj}}-G_{\mathrm{tw}}\end{array}\right.$

$\left\{\begin{array}{c}{N}_{\mathrm{qe}}=N_{\mathrm{ef}}-(V_{\mathrm{qe}0}+T_{\mathrm{se}}\×\frac{y_{\mathrm{qe}}-y_{\mathrm{pe}}}{x_{\mathrm{qe}}-x_{\mathrm{pe}}})-G_{\mathrm{tj}}-G_{\mathrm{tw}}\\ N_{\mathrm{pe}}=N_{\mathrm{ed}}-(V_{\mathrm{pe}0}+T_{\mathrm{se}}\×\frac{y_{\mathrm{qe}}-y_{\mathrm{pe}}}{x_{\mathrm{qe}}-x_{\mathrm{pe}}})-G_{\mathrm{tj}}-G_{\mathrm{tw}}\end{array}\right.$

同理：

$\left\{\begin{array}{c}{N}_{d11}=N_{\mathrm{qd}}-G_{d11}-g_c[x_{d11}-(x_{d0}+x_{\mathrm{qd}})]\\ N_{d2}=N_{d11}-(j_{d2}+G_{d2})-g_c(x_{d2}-x{d}_{11})\\ N_{d12}=N_{d2}-G_{d12}-g_c(x_{d12}-{\mathrm{xd}}_2)\\ N_{d3}=N_{d12}-(j_{d3}+G_{d3})-g_c(x_{d3}-x{d}_{12})\\ ...\\ N_{d18}\end{array}\right.$

$\left\{\begin{array}{c}{T}_{\mathrm{de}}(y_{\mathrm{qd}}-y_{d11})+\frac{1}{2}{g}_c{[x_{d11}-(x_{d0}+x_{\mathrm{qd}})]}^2=N_{\mathrm{qd}}[x_{d11}-(x_{d0}+x_{\mathrm{dq}})]\\ T_{\mathrm{de}}(y_{d11}-y_{d2})+\frac{1}{2}{g}_c{(x_{d2}-x_{d11})}^2=N_{d11}(x_{d2}+x_{d11})\\ ...\\ T_{\mathrm{de}}(y_{d8}-y_{d18})+\frac{1}{2}{g}_c{(x_{d18}-x_{d8})}^2=N_{d8}(x_{d18}-x_{d8})\end{array}\right.$

④起锚—中锚（含）

由 $V_{\mathrm{pd}}=V_{\mathrm{pdo}}-T_{\mathrm{sd}}\frac{y_{\mathrm{qd}}-y_{\mathrm{pd}}}{x_{\mathrm{qd}}+x_{\mathrm{pd}}}$

${(V_{\mathrm{pd}}-V_{\mathrm{pdo}})}^2=(-\sqrt{T^2-V_{\mathrm{pd}}^2}\left(\frac{y_{\mathrm{qd}}-y_{\mathrm{pd}}}{x_{\mathrm{qd}}+x_{\mathrm{pd}}}\right))$

得：

$V_{\mathrm{pd}}=\frac{V_{\mathrm{pdo}}\±\sqrt{V_{\mathrm{pdo}}^2-(1+{(\±\frac{y_{\mathrm{qd}}-y_{\mathrm{pd}}}{x_{\mathrm{qd}}+x_{\mathrm{pd}}})}^2)}(V_{\mathrm{pdo}}^2-T_s^2{\left(\frac{y_{\mathrm{qd}}-y_{\mathrm{pd}}}{x_{\mathrm{qd}}+x_{\mathrm{pd}}}\right)}^2)}{1+{\left(\frac{y_{\mathrm{qd}}-y_{\mathrm{pd}}}{x_{\mathrm{qd}}+x_{\mathrm{pd}}}\right)}^2}$

[∵

≥

  ∴取]

再得： $T_{\mathrm{sd}}=\sqrt{T_t^2-V_{\mathrm{pd}}^2}$

⑤中锚—落锚

由： $V_{\mathrm{qd}}=V_{\mathrm{qfo}}+T_{\mathrm{sf}}\×\frac{y_{\mathrm{qf}}-y_{\mathrm{pf}}}{x_{\mathrm{qf}}+x_{\mathrm{pf}}}$

得：

$V_{\mathrm{pd}}=\frac{V_{\mathrm{pdo}}\±\sqrt{V_{\mathrm{pdo}}^2-(1+{(\±\frac{y_{\mathrm{qf}}-y_{\mathrm{pf}}}{x_{\mathrm{qf}}+x_{\mathrm{pf}}})}^2)}(V_{\mathrm{pdo}}^2-T_s^2{\left(\frac{y_{\mathrm{qf}}-y_{\mathrm{pf}}}{x_{\mathrm{qf}}+x_{\mathrm{pf}}}\right)}^2)}{1+{\left(\frac{y_{\mathrm{qf}}-y_{\mathrm{pf}}}{x_{\mathrm{qf}}+x_{\mathrm{pf}}}\right)}^2}$

再得： $T_{\mathrm{sf}}=\sqrt{T_t^2-V_{\mathrm{qf}}^2}$

⑥悬挂点（d，e）弹性吊索力矩通式

d点：

$\left\{\begin{array}{c}{V}_{\mathrm{qd}}(x_{\mathrm{pd}}+x_{\mathrm{qd}})=(j_{\mathrm{cq}}+G_{\mathrm{cq}})(x_{\mathrm{pd}}-x_d)+(j_{d1}+G_{d1})(x_d+x_d)+\frac{1}{2}\mathrm{gt}{(x_{\mathrm{pd}}+x_{\mathrm{qd}})}^2+T_{\mathrm{sd}}(y_{\mathrm{qd}}-y_{\mathrm{pd}})\\ V_{+\mathrm{pd}}(x_{\mathrm{pd}}+x_{\mathrm{qd}})=(j_{\mathrm{cq}}+G_{\mathrm{cq}})(x_{\mathrm{qd}}+x_d)+(j_{d1}+G_{d1})(x_{\mathrm{qd}}-x_d)+\frac{1}{2}\mathrm{gt}{(x_{\mathrm{pd}}+x_{\mathrm{qd}})}^2-T_{\mathrm{sd}}(y_{\mathrm{qd}}-y_{\mathrm{pd}})\end{array}\right.$ 令：T_sd=0时

得： $\left\{\begin{array}{c}{V}_{\mathrm{qdo}}=(j_{\mathrm{cq}}+G_{\mathrm{cq}})\frac{x_{\mathrm{pd}}-x_d}{x_{\mathrm{pd}}+x_{\mathrm{qd}}}+(j_{d1}+G_{d1})\frac{x_{\mathrm{pd}}+x_d}{x_{\mathrm{pd}}+x_{\mathrm{qd}}}+\frac{1}{2}\mathrm{gt}(x_{\mathrm{pd}}+x_{\mathrm{qd}})\\ V_{\mathrm{qdo}}=(j_{\mathrm{cq}}+G_{\mathrm{cq}})\frac{x_{\mathrm{pd}}+x_d}{x_{\mathrm{pd}}+x_{\mathrm{qd}}}+(j_{d1}+G_{d1})\frac{x_{\mathrm{pd}}-x_d}{x_{\mathrm{pd}}+x_{\mathrm{qd}}}+\frac{1}{2}\mathrm{gt}(x_{\mathrm{pd}}+x_{\mathrm{qd}})\end{array}\right.$

∵ $\left\{\begin{array}{c}{V}_{\mathrm{qd}}=V_{\mathrm{qdo}}+T_{\mathrm{sd}}\frac{y_{\mathrm{qd}}-y_{\mathrm{pd}}}{x_{\mathrm{pd}}+x_{\mathrm{qd}}}\\ V_{\mathrm{pd}}=V_{\mathrm{pdo}}-T_{\mathrm{sd}}\frac{y_{\mathrm{qd}}-y_{\mathrm{pd}}}{x_{\mathrm{pd}}+x_{\mathrm{qd}}}\end{array}\right.$

同理：e点

得： $\left\{\begin{array}{c}{V}_{\mathrm{qeo}}=(j_{\mathrm{dq}}+G_{\mathrm{dq}})\frac{x_{\mathrm{pe}}-x_e}{x_{\mathrm{pe}}+x_{\mathrm{qe}}}+(j_{e1}+G_{e1})\frac{x_{\mathrm{pe}}+x_e}{x_{\mathrm{pe}}+x_{\mathrm{qe}}}+\frac{1}{2}\mathrm{gt}(x_{\mathrm{pe}}+x_{\mathrm{qe}})\\ V_{\mathrm{peo}}=(j_{\mathrm{dq}}+G_{\mathrm{dq}})\frac{x_{\mathrm{qe}}+x_e}{x_{\mathrm{pe}}+x_{\mathrm{qe}}}+(j_{e1}+G_{e1})\frac{x_{\mathrm{pe}}-x_e}{x_{\mathrm{pe}}+x_{\mathrm{qe}}}+\frac{1}{2}\mathrm{gt}(x_{\mathrm{pe}}+x_{\mathrm{qe}})\end{array}\right.$

∵ $\left\{\begin{array}{c}{V}_{\mathrm{qe}}=V_{\mathrm{qeo}}+T_{\mathrm{se}}\frac{y_{\mathrm{qe}}-y_{\mathrm{pe}}}{x_{\mathrm{pe}}+x_{\mathrm{qe}}}\\ V_{\mathrm{pe}}=V_{\mathrm{peo}}-T_{\mathrm{se}}\frac{y_{\mathrm{qe}}-y_{\mathrm{pe}}}{x_{\mathrm{pe}}+x_{\mathrm{qe}}}\end{array}\right.$

$N\⇒y_p{y}_q{x}_p{x}_q$

由 $N_k=T*\sinh \frac{{\mathrm{gcx}}_k}{T}$ 及 $f=\frac{T}{g}(\cosh \frac{{\mathrm{gx}}_k}{T}-\cosh \frac{\mathrm{gx}}{T})$ 得：

⑦弹性吊索（弹吊区）各受力点高程（计算点）

$\left\{\begin{array}{c}{T}_{\mathrm{sd}}(y_{\mathrm{pd}}-y_{\mathrm{cq}})+\frac{1}{2}\mathrm{gt}[x_{\mathrm{cq}}-(x_{\mathrm{do}}-x_{\mathrm{pd}})]=(V_{\mathrm{pdo}}-T_{\mathrm{sd}}\frac{y_{\mathrm{qd}}-y_{\mathrm{pd}}}{x_{\mathrm{qd}}+x_{\mathrm{pd}}})[x_{\mathrm{op}}-(x_{\mathrm{oq}}-x_{\mathrm{pt}})]\\ T_{\mathrm{se}}(y_{\mathrm{pe}}-y_{\mathrm{dq}})+\frac{1}{2}\mathrm{gt}[x_{\mathrm{dq}}-(x_{\mathrm{do}}-x_{\mathrm{pe}})]=(V_{\mathrm{peo}}-T_{\mathrm{se}}\frac{y_{\mathrm{qe}}-y_{\mathrm{pe}}}{x_{\mathrm{qe}}+x_{\mathrm{pe}}})[x_{\mathrm{dp}}-(x_{\mathrm{eo}}-x_{\mathrm{pe}})]\end{array}\right.$

$\left\{\begin{array}{c}{T}_{\mathrm{sd}}(y_{\mathrm{pd}}-y_{d1})+\frac{1}{2}\mathrm{gt}{[(x_{\mathrm{do}}+x_{\mathrm{pd}})-x_{d1}-]}^2=(V_{\mathrm{qdo}}+T_{\mathrm{sd}}\frac{y_{\mathrm{qd}}-y_{\mathrm{pd}}}{x_{\mathrm{qd}}+x_{\mathrm{pd}}})[(x_{\mathrm{do}}+x_{\mathrm{qd}})-x_{d1}]\\ T_{\mathrm{se}}(y_{\mathrm{qe}}-y_{e1})+\frac{1}{2}\mathrm{gt}{[(x_{\mathrm{eo}}+x_{\mathrm{qe}})-x_{e1}-]}^2=(V_{\mathrm{qeo}}+T_{\mathrm{se}}\frac{y_{\mathrm{qe}}-y_{\mathrm{pe}}}{x_{\mathrm{qe}}+x_{\mathrm{pe}}})[(x_{\mathrm{eo}}+x_{\mathrm{qe}})-x_{e1}]\end{array}\right.$

整理得：

$\left\{\begin{array}{c}{y}_{\mathrm{cp}}=y_{\mathrm{pd}}-\frac{1}{T_{\mathrm{sd}}}[(V_{\mathrm{pdo}}-T_{\mathrm{sd}}\frac{y_{\mathrm{qd}}-y_{\mathrm{pd}}}{x_{\mathrm{qd}}+x_{\mathrm{pd}}})(x_{\mathrm{cq}}-(x_{\mathrm{do}}-x_{\mathrm{pd}}))-\frac{1}{2}\mathrm{gt}{(x_{\mathrm{cq}}-(x_{\mathrm{do}}-x_{\mathrm{pd}}))}^2]\\ y_{\mathrm{dq}}=y_{\mathrm{pe}}-\frac{1}{T_{\mathrm{se}}}[(V_{\mathrm{peo}}-T_{\mathrm{se}}\frac{y_{\mathrm{qe}}-y_{\mathrm{pe}}}{x_{\mathrm{qe}}+x_{\mathrm{pe}}})(x_{\mathrm{dq}}-(x_{\mathrm{eo}}-x_{\mathrm{pe}}))-\frac{1}{2}\mathrm{gt}{(x_{\mathrm{dq}}-(x_{\mathrm{eo}}-x_{\mathrm{pe}}))}^2]\end{array}\right.$

$\left\{\begin{array}{c}{y}_{d1}=y_{\mathrm{qd}}-\frac{1}{T_{\mathrm{sd}}}[(V_{\mathrm{pdo}}-T_{\mathrm{sd}}\frac{y_{\mathrm{qd}}-y_{\mathrm{pd}}}{x_{\mathrm{qd}}+x_{\mathrm{pd}}})((x_{\mathrm{do}}-x_{\mathrm{gd}})-x_{d1})-\frac{1}{2}\mathrm{gt}{((x_{\mathrm{do}}+x_{\mathrm{pd}})-x_{d1})}^2]\\ y_{e1}=y_{\mathrm{qe}}-\frac{1}{T_{\mathrm{se}}}[(V_{\mathrm{qeo}}+T_{\mathrm{se}}\frac{y_{\mathrm{qe}}-y_{\mathrm{pe}}}{x_{\mathrm{qe}}+x_{\mathrm{pe}}})((x_{\mathrm{eo}}-x_{\mathrm{pe}})-x_{e1})-\frac{1}{2}\mathrm{gt}{((x_{\mathrm{eo}}-x_{\mathrm{pe}})-x_{e1})}^2]\end{array}\right.$  5）预留弛度：当起点吊弦d_ylqd=1时

Ljylf_bc=(Lxglk_bc-Ldx1_b-Ldx1_c)kylf

①当dx=1 dx=2不设预留

②dx=3     f₂=-Ljyef

③dx=5   $f_3=-L_{\mathrm{jbly}},f_{\mathrm{2,4}}=-\frac{3}{4}{L}_{\mathrm{jylf}}$

⑤dx=7    $f_4=-L_{\mathrm{jbcy}},f_{\mathrm{3,5}}=-\frac{8}{9}{L}_{\mathrm{jylf}},f_{\mathrm{2,6}}=-\frac{5}{9}{L}_{\mathrm{jylf}}$

⑤dx=9    $f_5=-L_{\mathrm{jylf}},f_{\mathrm{4,6}}=-\frac{15}{16}{L}_{\mathrm{jylf}},f_{\mathrm{3,7}}=-\frac{3}{4}{L}_{\mathrm{jylf}}$

⑥dx=4   $f_{\mathrm{2,3}}=-(L_{\mathrm{jylf}}-\frac{g_i{x}_0^2}{8T_j})$

⑦dx=6   $f_{\mathrm{3,4}}=-(L_{\mathrm{jylf}}-\frac{g_j{x}_0^2}{8T_j})$   $f_{\mathrm{2,5}}=-\frac{2}{3}(L_{\mathrm{jylf}}-\frac{g_j{x}_0^2}{8T_j})$

⑧dx=8   $f_{4.5}=-(L_{\mathrm{jylf}}-\frac{g_i{x}_0^2}{8T_j}),f_{\mathrm{3,6}}=-\frac{5}{6}(L_{\mathrm{jylf}}-\frac{g_i{x}_0^2}{8T_j}),f_{\mathrm{2,7}}=-\frac{1}{2}(L_{\mathrm{jylf}}-\frac{g_i{x}_0^2}{8T_j})$

6）预留弛度：当起点吊弦d_ylqd=2时

且dx=（上述原dx）-2

承力索各受力（标记）点间长度：

$L_{\mathrm{cbj}}=(x_{a1}-x_{a0})+\frac{g_c^2}{24T_{\mathrm{ab}}^2}{(x_{a1}-x_{a0})}^3+\frac{{(y_{a1}-y_a)}^2}{2(x_{a1}-x_{a0})}+...$

$L_{\mathrm{cbj}}=(x_{a11}-x_{a1})+\frac{g_c^2}{24T_{\mathrm{ab}}^2}{(x_{a11}-x_{a1})}^3+\frac{{(y_{a11}-y_{a1})}^2}{2(x_{a11}-x_{a1})}+..$

得： $L_{\mathrm{cba}}=L_{\begin{array}{c}\mathrm{cbj}\\ a_1-a_0\end{array}}+L_{\begin{array}{c}\mathrm{cbj}\\ a_{11}-a_1\end{array}}+...+L_{\begin{array}{c}\mathrm{cbj}\\ a_9-a_{10}\end{array}}+L_{\begin{array}{c}\mathrm{cbj}\\ b_0-b_9\end{array}}$

弹性悬挂：

接触网弹性吊弦工厂化制造计算方法软件化过程

①开发环境（工具）

本软件在Windows XP，Windows 7操作系统下，用微软的Visual Statio2008开发工具，并且用到微软Office Excel 2003或更高版本中相关模块。

②开发中数据模块

RailOHL模块：负责存储和计算铁路设计中的接触网吊弦计算数据。

其中的基本结构是 RailOHLPoint类，一个RailOHLPoint对象使用一个点和一条线连接起来。 每组RailOHLPoint 对象又受到前一组RailOHLPoint 对象的影响，因此计算时需要进行包含这种“链接反馈”，所以计算会比较耗时。

③参数的输入、输出表

接触网设计数据输入表，根据理论设计，在该表格中输入每个悬挂点的支柱编号、接触网悬挂特征、接触网支持结构、悬挂点特征、标称拉出值、拉出值偏出方向、定位器名称规格、定位特征、定位器座名称规格、悬挂点承力索抬高、定位点接触线抬高、多腕臂跨距修正、多腕臂上底座槽钢高度、多腕臂下底座槽钢高度、上底座加宽支架高度、下底座加宽支架高度、下部定位绳抬升高度、接触线标称高度、接触线允许超抬高度、前视跨内吊弦数量、第一吊弦安装距离、弹性吊索安装距离、前视跨接触线预留弛度、预计施工温度、承力索受力时间。

接触网悬挂点实测数据输入表，根据现场测量，在该表格中输入每个悬挂点支柱编号、悬挂点测量坐标、空挂承力索测量高程、前视空挂承力索测量跨距、有载悬挂测量高程、前视有载悬挂测量跨距、斜腕臂点坐标、斜腕臂点高程、定位器后端测量坐标、定位器后端测量高程、测量温度、承力索受力时间。

接触网集中荷载输入表，在该表格中输入承力索集中荷载质量、接触线集中荷载质量、弹性吊索集中荷载质量、集中荷载计算网程、前侧悬吊点编号、距前侧悬吊点距离、距后侧悬吊点距离、后侧悬吊点编号。

软件应用

如表1所示。在昌九电气化铁路改造工程中，在昌九电气化铁路改造工程中，根据平面高程、坐标计算、腕臂等支持结构计算，获得接触网定位点位置里程，支柱或定位点间相对跨距，各点轨面高程及承力索、接触线高程，再通过建立数学模型进行各点受力分析，最后获得各定位点间吊弦安装数量及位置长度数据，吊弦在承力索调整完成以后，对定位点现场实测以后进行计算，预置几跨后进行现场安装测量，根据现场测量情况对吊弦计算参数进行修正，直至安装无误以后，按修正以后的程序进行批量计算弹性吊弦长度。

表1

Claims (3)

1.铁路接触网弹性吊弦工厂化制造方法，其特征在于：根据平面高程、坐标计算、腕臂的支持结构计算，获得接触网定位点位置里程、支柱或定位点间相对跨距、各点轨面高程及承力索、接触线高程，再通过建立数学模型进行各定位点受力分析，最后获得各定位点间吊弦安装数量及位置长度数据，吊弦在承力索调整完成以后，对定位点现场实测再进行计算，预置几跨后进行现场安装测量，根据现场测量情况对吊弦计算参数进行修正，直至安装无误以后，按修正以后的程序进行批量计算，依据此过程反复推敲完善，形成接触网弹性吊弦方法，并根据接触网弹性吊弦方法开发出计算软件，指导接触网弹性吊弦工厂化制造。

2.根据权利要求1所述的铁路接触网弹性吊弦工厂化制造方法，其特征在于：建立数学模型时，把整个接触网锚段作为一个受力平衡系统，而不是把一个跨距作为一个受力平衡系统。

3.根据权利要求1所述的铁路接触网弹性吊弦工厂化制造方法，其特征在于：在接触网弹性吊弦未安装情况下，计算预留线索弛度。

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